Fase 5 - Robot Laberinto
Yeison Stiven Henao Ramirez
Carlos José Mora
INTRODUCCIÓN
A LA INGENIERÍA ELECTRÓNICA - 3744
En esta fase cinco se presentará: cómo está la base
del robot, características de la plataforma, diagrama de bloques que describe
en funcionamiento interno del robot, algoritmos implementados para el robot,
detalles del funcionamiento del algoritmo final del robot de laberinto;
finalmente se presentarán conclusiones sobre la realización de esta fase. Se
espera que lo mostrado en esta fase evidencie el funcionamiento de este robot
Contenido:
1. Características de la plataforma
2. Diagrama de bloques
3. Algoritmos usados
4. Conclusiones
1.
Plataforma
El robot completamente ensamblado incorpora:
plataforma de madera, rueda giratoria, ruedas fijas con motores, unidad de
alimentación, microprocesador Arduino, Driver puente H L298, motorreductor,
LEDs, tres sensores ultrasónicos HC-SR04, y las diferentes conexiones en el
microcontrolador; la estructura del robot se encuentra resistente y sólida.
IMÁGENES DEL MONTAJE (Resistente, firme, completo)
El robot presenta las mismas características
implementadas en la fase cuatro, las cuales son:
● Controlador:
L298/ Doble Puente H
● Interfaz
de potencia: 7V~46V
● Corriente
máxima: 2A por canal
● Voltaje
de control: 5V
● Corriente
de control: 36mA
● Potencia
de salida: 25W
● Luces
indicadoras: Encendido, control, dirección
● Voltaje
de alimentación: 3 a 9 volts
● Corriente
de consumo desde: (100 a 150) mA
● Velocidad
sin carga @ 5 volts: 190 RPM
● Relación
de transmisión: 50:1
● Torque de
salida @ 5 Volts: 0.1715 Nm Aprox
● Diámetro
del eje de salida: 5.3 mm aplanado a 3.6 mm
● Temperatura
de operación: 10 °C a 50°C
● Peso: 50
gramos
● Color:
Amarillo
● Excelente
tracción sobre una gran variedad de superficies
● Motorreductor
con eje dual
● Dirección
del eje: Bidireccional
2. Diagrama de bloques
El anterior diagrama de bloques
describe la estructura interna del robot; el sistema se inicia desde una fuente
de voltaje de alimentación de 3 a 9 voltios, luego se transmite la energía
necesaria para que el Arduino funcione y envíe señales digitales para el
funcionamiento de los LEDs, sensores ultrasónicos y al puente H. Finalmente, la
señales captadas por el puente H son retransmitidas hacia el motorreductor para que así se regule el funcionamiento de
los motores que permiten el movimiento del robot dentro de un laberinto.
1.
Algoritmos usados
Programaciones
locales en el robot:
Algoritmo
1 (DEFINITIVO)
Para
solucionar la lógica del robot con respecto al laberinto, se ha incorporado una
idea general y es evaluar cada posible situación dentro del laberinto, las
cuales están planteadas de la siguiente manera:
Supongamos
que, si un sensor detecta pared, esto será igual a (0)
En
caso de que el sensor no detecte pared, esto será igual a (1)
Teniendo
en cuenta esto y que tenemos 3 sensores, podemos sacar cada caso siendo estos
izquierdo-frente-derecho.
De esta manera
Priorizamos los giros en este orden respectivamente: izquierda, frente,
derecha; incluso si en frente no hay obstáculo, y asimismo se solucionan los
posibles bucles en los que pueda entrar el robot y lograr que por lo menos
recorra todos los rincones del laberinto, lo cual garantizará su salida del mismo.
En este caso, donde
únicamente hay salida hacia la IZQUIERDA, y los demás sensores detectan
obstáculo, el robot girará a la IZQUIERDA.
En este caso, hay obstáculos a los lados, por
lo que, al tener el FRENTE libre, no girará y seguirá su recorrido hacia ADELANTE.
En este caso hay dos
posibles caminos a elegir, pero la programación prioriza el FRENTE antes que la
derecha, por lo que el robot no girará y seguirá su recorrido hacia ADELANTE.
En este caso hay dos posibles caminos a elegir, pero la programación prioriza la IZQUIERDA antes que el frente, por lo que el robot girará hacia la izquierda.
Intentos
Fallidos: Algoritmo segundo
Programación
#1 del algoritmo segundo
Sin embargo, presentaba un problema de lógica, y es
que en el laberinto se pueden presentar diferentes situaciones y algunas de
ellas podrían dejar al robot en bucles dentro de un mismo sector de pista, y es
que no los laberintos no necesariamente deben tener
salidas laterales al final de algún sector, y en caso de que se presentara la
situación en la que no hay salida ni a los laterales ni al frente, debería dar
un giro de 180°, pero este caso podría presentarse también en la punta opuesta
y crear un círculo del cual no podrá salir:
Por tal motivo, esta
programación tuvo que ser modificada, en donde se solucionara este problema de
lógica y conseguir que el robot no se estancara.
Tercer algoritmo
El hecho por el cual este algoritmo no se usó fue porque no
era compatible con el driver usado, este algoritmo fue hecho especialmente para
un puente H L293D, mientras que el que se está usando para nuestro robot de
laberintos es el puente H L298. Este algoritmo fue consultado por Internet y
todos los créditos de su creación va hacia JuniorTronic 2015, cuyo trabajo se
puede encontrar en http://juniortronics.blogspot.mx/.
Conclusión
En esta fase se presentó la estructura final del robot con
sus respectivas características donde se evidencia una plataforma sólida y
resistente; además de eso, se presentó el diagrama de bloques que describe la
estructura interna del robot con todos sus componentes electrónicos ya
implementados. Finalmente se presentó un análisis de tres algoritmos utilizados
para el funcionamiento del robot donde sólo uno se utilizó para el
funcionamiento definitivo. Se espera que para la próxima fase ya se pueda
evidenciar el robot en su total función.
Aquí se observa el
funcionamiento del robot con su algoritmo final: https://drive.google.com/file/d/1RUrYBVwvMa8Mun6Oc4GUaaXvnhHCmEK2/view?usp=sharing
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